- 立体几何中的向量方法
- 共7934题
如图1,在中,
,D,E分别为AC,AB的中点,点F为线段CD上的一点,将
沿DE折起到
的位置,使
,如图2.
(Ⅰ)求证:DE∥平面
(Ⅱ)求证:
(Ⅲ)线段上是否存在点Q,使
?说明理由。
正确答案
见解析
【考点定位】本题第二问是对基本功的考查,对于知识掌握不牢靠的学生可能不能顺利解答,
第三问的创新式问法,难度比较大
(1)∵DE∥BC,由线面平行的判定定理得出
(2)可以先证,得出
,∵
∴
∴
(3)Q为的中点,由上问
,易知
,取
中点P,连接DP和QP,不难证出
,
∴
∴
,又∵
∴
(本题满分10分)已知∩
=m,a∥
,a∥
,求证:a∥m
正确答案
略
略
如图所示,AB是⊙O的直径,⊙O,C为圆周上一点,若
,
,则B点到平面PAC的距离为 。
正确答案
解:因为AB是⊙O的直径,⊙O,C为圆周上
一点,若,
,则BC垂直于AC,
BC,则说明了BC垂直平面PAC,则点B到平面的距离,就是点B作交线AC的垂线,即为BC,利用勾股定理可知为
如图,四棱锥S-ABCD的底面是边长为1的正方形,SD垂直于底面ABCD,SB=
(1)求证:BC⊥SC; (2)设棱SA的中点为M,求证:DM⊥SB.
正确答案
证明略
略
正方体ABCD—A1B1C1D1中,E、F、G分别是棱DA、DC、DD1的中点,试找出过正方体的三个顶点且与平面EFG平行的平面,并证明.
正确答案
过A、C、D1的平面与平面EFG平行.
由E、F、G是棱DA、DC、DD1的中点可得
GE∥AD1,GP∥CD1.
又GE平面EFG,GF平面EFG.
∴AD1∥平面EFG,CD1∥平面EFG.
又AD1∩CD1=D1,∴平面EFG∥平面ACD1.
空间直线和平面
如图,四棱锥的底面边长为8的正方形,四条侧棱长均为
.点
分别是棱
上共面的四点,平面
平面
,
平面
.
证明:
若,求四边形
的面积.
正确答案
(1);(2)
.
试题分析:(1)要证线线平行,通过线面证明线线平行,再根据平行的传递性即可证明.因为∥平面
,
平面
,且平面
平面
,所以
∥
.同理可证
∥
,因此
∥
.(2)要求出四边形
的面积,首先需要确定四边形的形状,求出四边形一些量的大小即可求出.连接
交于点
,
交
于点
,连接
.因为
,
是
的中点,所以
,同理可得
.又
,且
都在底面内,所以
底面
.又因为平面
平面
,且
平面
,所以
∥平面
.因为平面
平面
,所以
∥
,且
底面
,从而
.所以
是梯形
的高.由
得
=
,从而
,即
为
的中点.再由
∥
得
,即
是
的中点,且
.由已知可得
,所以
,故四边形
的面积
.
(1)证明:因为∥平面
,
平面
,且平面
平面
,所以
∥
.同理可证
∥
,因此
∥
.
连接交于点
,
交
于点
,连接
.因为
,
是
的中点,所以
,同理可得
.又
,且
都在底面内,所以
底面
.又因为平面
平面
,且
平面
,所以
∥平面
.因为平面
平面
,所以
∥
,且
底面
,从而
.所以
是梯形
的高.由
得
=
,从而
,即
为
的中点.再由
∥
得
,即
是
的中点,且
.由已知可得
,所以
,故四边形
的面积
.
如图所示,是正三角形,
和
都垂直于平面
,且
,
是
的中点.
求证:(1)平面
;
(2).
正确答案
(1)根据题意,取AB中点N,连接FN、NC;又F为BE的中点 ∴FN为的中位线,那么FN∥AE,进而得到平行性,AE∥CD,得到结论。
(2)对于已知中,由于AE="AB" F是BE的中点 在中N是AB的中点 ∴AF⊥BE CN⊥AB,那么根据线面垂直的性质定理来的得到结论。
试题分析:证明:(1)取AB中点N,连接FN、NC;又F为BE的中点 ∴FN为的中位线, ∴FN∥AE FN=
AE 又AE、CD都垂直与面ABC,2CD=AE ∴AE∥CD ∴ CD∥FN且CD=FN
∴四边形CDFN为平行四边形 ∴DF∥CN 又CN面ABC ∴ DF∥面ABC
(2)∵AE="AB" F是BE的中点 在中N是AB的中点 ∴AF⊥BE CN⊥AB
∵AE⊥面ABC AE面ABE ∴面ABE⊥面ABC 又CN⊥AB ∴CN⊥面ABE
∴ DF⊥面ABE ∴ DB在平面ABE的射影为BF ∴ AF⊥BD
点评:主要是考查了熟练的运用中位线来证明平行和线面垂直的性质定理的运用,属于基础题。
将边长为2,一个内角为的菱形
沿较短对角线
折成四面体
,点
分别为
的中点,则下列命题中正确的是 。
①∥
;②
;③
有最大值,无最小值;
④当四面体的体积最大时,
; ⑤
垂直于截面
.
正确答案
②④⑤
解:因为将边长为2,一个内角为的菱形
沿较短对角线
折成四面体
,点
分别为
的中点,则可知
,当四面体
的体积最大时,
,
垂直于截面
成立。
平面a∥b,直线aÌa,bÌb,下面四种情况:①a∥b;②a⊥b;③a , b异面;④a, b相交。其中可能出现的情形有 种。
正确答案
3
该题主要考察立体几何中的异面直线一集面面平行的相关知识点。这一类问题可以放到一个正方体或者长方体里面来解决,这样比较直观。画一个长方体ABCD-A1B1C1D1,平面A1 D1∥平面AD,
直线A1B1,直线A1 D1在平面A1 C1上,直线AB,
直线AC在平面AC上,那么直线A1B1∥直线AB,
直线AB⊥直线A1 D1,直线AC与直线A1B1为异面直线,
若a, b相交,则平面a与b必然有一个公共直线,这与两平面异面矛盾,
故正确答案为①②③
如图. 直三棱柱ABC —A1B1C1中,A1B1= A1C1,点D、E分别是棱BC,CC1上的点(点D不同于点C),且AD⊥DE,F为B1C1的中点.
求证:(1)平面ADE⊥平面BCC1B1
(2)直线A1F∥平面ADE.
正确答案
(1)详见解析;(2)详见解析.
试题分析:(1)由面面垂直的判定定理可知:要证两个平面互相垂直,只须证明其中一个平面内的一条直线与另一个平面垂直即可;观察图形及已知条件可知:只须证平面ADE内的直线AD与平面BCC1B1垂直即可;而由已知有: AD⊥DE,又在直三棱柱中易知CC1⊥面ABC,而AD平面ABC,
CC1⊥AD,从而有AD⊥面B CC1 B1,所以有平面ADE⊥平面BCC1B1;(2)由线面平行的判定定理可知:要证线面平行,只须证明直线与平面内的某一条直线平行即可;不难发现只须证明A1F∥AD,由(1)知AD⊥面B CC1 B1,故只须证明A1F⊥平面BCC1B1,这一点很容易获得.
试题解析:(1)ABC—A1B1C1是直三棱柱,
CC1⊥面ABC,
又AD平面ABC,
CC1⊥AD
又AD⊥DE,CC1,DE
平面B CC1B1,CC1∩DE=E
AD⊥面B CC1 B1又AD
面ADE
平面ADE⊥平面BCC1B1 6分
(2) A1B1= A1C1,F为B1C1的中点,
AF⊥B1C1
CC1⊥面A1B1C1且A,F
平面A1B1C1
CC1⊥A、F
又CC1,A,F平面BCC1B1,CC1∩B1C1= C1
A1F⊥平面BCC1B1 由(1)知AD ⊥平面BCC1B1
A1F∥AD,又AD
平面ADE,A1F
平面ADE
A1F∥平面ADE 12分
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